KR20120042723A - 유전막, 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 트랜스듀서 - Google Patents

유전막, 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 트랜스듀서 Download PDF

Info

Publication number
KR20120042723A
KR20120042723A KR1020117025092A KR20117025092A KR20120042723A KR 20120042723 A KR20120042723 A KR 20120042723A KR 1020117025092 A KR1020117025092 A KR 1020117025092A KR 20117025092 A KR20117025092 A KR 20117025092A KR 20120042723 A KR20120042723 A KR 20120042723A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dielectric film
rubber
solution
organometallic compound
inorganic filler
Prior art date
Application number
KR1020117025092A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101344608B1 (ko
Inventor
신지 이이오
시게아키 다카마츠
？스케 다니구치
요다 고쿠보
히토시 요시카와
준 고바야시
Original Assignee
도카이 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도카이 고무 고교 가부시키가이샤 filed Critical 도카이 고무 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20120042723A publication Critical patent/KR20120042723A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101344608B1 publication Critical patent/KR101344608B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0091—Complexes with metal-heteroatom-bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/002—Electrostatic motors
    • H02N1/006—Electrostatic motors of the gap-closing type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/06—Influence generators
    • H02N1/08—Influence generators with conductive charge carrier, i.e. capacitor machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
    • H10N30/092—Forming composite materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/852—Composite materials, e.g. having 1-3 or 2-2 type connectivity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2313/00—Characterised by the use of rubbers containing carboxyl groups
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2307/00—Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers, their suspension or their manufacture covered by H04R7/00 or H04R31/003, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2307/025—Diaphragms comprising polymeric materials
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2307/00—Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers, their suspension or their manufacture covered by H04R7/00 or H04R31/003, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2307/027—Diaphragms comprising metallic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31931—Polyene monomer-containing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

전기 저항이 크고, 내구성이 우수한 유전막, 및 그 제조 방법을 제공한다. 또, 변위량이 크고, 내구성이 우수한 트랜스듀서를 제공한다.
유전막은, 유기 금속 화합물과, 그 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖고, 폴리디메틸실록산 이외의 고무 폴리머와, 그 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖는 무기 필러로 합성된 삼차원 가교체로 이루어진다. 이 유전막을, 적어도 1 쌍의 전극 사이에 개재 장착하고, 트랜스듀서를 구성한다. 이 유전막은, 고무 폴리머가 용해 가능하고, 또한, 유기 금속 화합물을 킬레이트화할 수 있는 용제 중에, 고무 폴리머와 무기 필러가 함유되어 있는 제 1 용액을 조제하고, 그 제 1 용액에 유기 금속 화합물을 혼합하여 제 2 용액을 조제하고, 그 제 2 용액에서 그 용제를 제거하고, 가교 반응을 진행시켜 제조할 수 있다.

Description

유전막, 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 트랜스듀서{DIELECTRIC FILM, METHOD FOR PRODUCING SAME, AND TRANSDUCER USING SAME}
본 발명은, 액츄에이터, 센서 등의 트랜스듀서에 바람직한 유전막, 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 트랜스듀서에 관한 것이다.
트랜스듀서에는, 기계 에너지와 전기 에너지의 변환을 실시하는 액츄에이터, 센서, 발전 소자 등, 혹은 음향 에너지와 전기 에너지의 변환을 실시하는 스피커, 마이크로폰 등이 있다. 유연성이 높고, 소형이며 경량인 트랜스듀서를 구성하기 위해서는, 유전체 엘라스토머 등의 고분자 재료가 유용하다.
예를 들어, 유전체 엘라스토머로 이루어지는 유전막의 두께 방향 양면에, 1 쌍의 전극을 배치하여, 액츄에이터를 구성할 수 있다. 이 종류의 액츄에이터에서는, 전극 사이에 대한 인가 전압을 크게 하면, 전극 사이의 정전 인력이 커진다. 이 때문에, 전극 사이에 끼워진 유전막은 두께 방향으로부터 압축되어, 유전막의 두께는 얇아진다. 막두께가 얇아지면, 그만큼 유전막은 전극면에 대해 평행 방향으로 신장된다. 한편, 전극 사이에 대한 인가 전압을 작게 하면, 전극 사이의 정전 인력이 작아진다. 이 때문에, 유전막에 대한 두께 방향으로부터의 압축력이 작아지고, 유전막의 탄성 복원력에 의해 막두께는 두꺼워진다. 막두께가 두꺼워지면, 그만큼 유전막은 전극면에 대해 평행 방향으로 수축된다. 이와 같이, 액츄에이터는 유전막을 신장, 수축시킴으로써, 구동 대상 부재를 구동시킨다. 유전막의 재료로는, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 니트릴 고무, 우레탄 고무 등이 사용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).
일본 공표특허공보 2003-505865호 일본 공표특허공보 2001-524278호 일본 특허 제3295023호
예를 들어, 실리콘 고무는, 실록산 결합을 골격으로 하기 때문에, 전기 저항이 크다. 이 때문에, 실리콘 고무로 이루어지는 유전막은, 큰 전압을 인가해도 쉽게 절연 파괴되지 않는다. 그러나, 폴리디메틸실록산계의 실리콘 고무는, 극성이 작다. 요컨대, 비유전율이 작다. 이 때문에, 폴리디메틸실록산계의 실리콘 고무제 유전막을 사용하여 액츄에이터를 구성한 경우에는, 인가 전압에 대한 정전 인력이 작다. 따라서, 충분한 힘 및 변위량을 얻을 수 없다.
한편, 비유전율이 큰 유전막을 사용하여 액츄에이터를 구성한 경우에는, 유전막과 전극의 계면에 많은 전하를 축적할 수 있다. 이 때문에, 인가 전압에 대한 정전 인력이 커진다. 예를 들어, 공지된 아크릴 고무나 니트릴 고무의 비유전율은 실리콘 고무와 비교하여 크다. 따라서, 이들은 유전막에 바람직하다. 그러나, 아크릴 고무 등의 전기 저항은, 실리콘 고무와 비교하여 작다. 이 때문에, 아크릴 고무 등을 유전막으로서 사용한 경우에는, 인가 전압이 커지면 전류가 유전막 중을 흐르게 되어, 전하가 잘 모이지 않는다. 따라서, 비유전율이 큼에도 불구하고, 정전 인력이 작아져, 충분한 힘 및 변위량을 얻을 수 없다. 또, 전류가 유전막 중을 흐르면, 발생하는 줄열에 의해, 유전막이 파괴될 우려가 있다. 또, 전기 저항이 작기 때문에, 유전막이 절연 파괴되기 쉽다는 문제도 있다.
본 발명은, 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 전기 저항이 크고, 내구성이 우수한 유전막, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또, 그러한 유전막을 사용하여, 변위량이 크고, 내구성이 우수한 트랜스듀서를 제공하는 것을 과제로 한다.
(1) 본 발명의 유전막은, 트랜스듀서에 있어서 적어도 1 쌍의 전극 사이에 개재 장착되는 유전막으로서, 유기 금속 화합물과, 그 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖고, 폴리디메틸실록산 이외의 고무 폴리머와, 그 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖는 무기 필러로 합성된 삼차원 가교체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 특허문헌 3 에는, 고무 폴리머와, 고무 폴리머와 반응하는 유기 관능기를 갖는 유기 금속 화합물이 화학적으로 결합한 세라믹스 복합 고무가 개시되어 있다. 당해 세라믹스 복합 고무에는, 삼차원 가교체를 구성하는 무기 필러는 포함되어 있지 않다. 즉, 당해 세라믹스 복합 고무에 의하면, 미반응의 유기 금속 화합물의 가수 분해에 의해 생성된 금속 산화물이, 고무 중에 분산되어 있는 것에 지나지 않는다.
이에 반해, 본 발명에 있어서의 삼차원 가교체는, 무기 필러를 갖는다. 또, 고무 폴리머와 무기 필러는, 모두 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖는다. 따라서, 고무 폴리머와 유기 금속 화합물, 무기 필러와 유기 금속 화합물은, 각각 삼차원 가교체의 합성시에 반응하여 화학적으로 결합한다. 즉, 본 발명에 있어서의 삼차원 가교체는, 고무 폴리머가 유기 금속 화합물에 의해 가교되어 있음과 함께, 생성된 가교 결합 중에 무기 필러가 삽입되어 있는 구조를 갖는다.
본 발명에 있어서의 삼차원 가교체에서는, 무기 필러와, 유기 금속 화합물 유래의 금속 산화물의 양방에 의해, 전자의 흐름이 차단된다. 이 때문에, 삼차원 가교체의 전기 저항은 크다. 즉, 본 발명의 유전막의 전기 저항은 크다. 따라서, 본 발명의 유전막을 1 쌍의 전극 사이에 배치하여, 전압을 인가한 경우, 전류가 유전막 중을 잘 흐르지 않는다. 이 때문에, 유전막 중에 많은 전하를 축적할 수 있다. 그 결과, 정전 인력이 커져, 예를 들어 액츄에이터에 있어서, 큰 힘 및 변위량을 얻을 수 있다.
또, 전류가 유전막 중을 잘 흐르지 않기 때문에, 줄열의 발생이 억제된다. 따라서, 본 발명의 유전막을 사용한 경우에는, 열에 의해 유전막이 파괴될 우려는 적다. 추가하여, 본 발명의 유전막은 전기 저항이 크기 때문에, 쉽게 절연 파괴되지 않는다. 이와 같이, 본 발명의 유전막은 내구성이 우수하다. 또, 본 발명의 유전막에는 보다 큰 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 유전막을 사용하면, 예를 들어 액츄에이터에 있어서, 보다 큰 힘 및 변위량을 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 유전막에는, 폴리디메틸실록산 이외의 고무 폴리머를 사용한다. 즉, 종래부터 사용되고 있는 폴리디메틸실록산계의 실리콘 고무와 비교하여, 극성이 큰, 환언하면 비유전율이 큰 고무 폴리머를 사용한다. 이 때문에, 본 발명의 유전막에 의하면, 인가 전압이 비교적 작아도 큰 정전 인력이 발생한다. 따라서, 본 발명의 유전막을 사용하면, 예를 들어 액츄에이터에 있어서, 원하는 힘 및 변위량을 얻기 쉽다.
(2) 또, 상기 본 발명의 유전막의 제조에 바람직한 본 발명의 유전막 제조 방법은, 상기 고무 폴리머가 용해 가능하고, 또한, 상기 유기 금속 화합물을 킬레이트화할 수 있는 용제 중에, 그 고무 폴리머와, 상기 무기 필러와, 필요에 따라 상기 가소제가 함유되어 있는 제 1 용액을 조제하는 제 1 용액 조제 공정과, 그 제 1 용액에, 그 유기 금속 화합물을 혼합하여 제 2 용액을 조제하는 제 2 용액 조제 공정과, 그 제 2 용액에서 그 용제를 제거하고, 가교 반응을 진행시키는 가교 공정을 갖는다.
유기 금속 화합물은, 물과 반응하여 가수 분해함과 함께, 탈수 반응 혹은 탈알코올 반응에 의해 중축합하여 (졸겔 반응), 삼차원 가교체를 형성한다. 일반적으로, 유기 금속 화합물은 물과의 반응성이 높아, 취급이 어렵다. 이 점, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 유기 금속 화합물을 킬레이트화함으로써, 물과의 급격한 반응을 억제할 수 있다. 즉, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 용제는 고무 폴리머를 용해시키고, 무기 필러를 분산시킴과 함께, 킬레이트제로서의 역할을 완수한다.
제 2 용액 조제 공정에 있어서, 고무 폴리머가 용해되고, 무기 필러가 분산되어 있는 제 1 용액에 유기 금속 화합물이 혼합되면, 용제 중에서 유기 금속 화합물이 킬레이트화된다. 이로써, 유기 금속 화합물의 가수 분해가 억제된다. 그 후, 가교 공정에 있어서, 용제를 제거한다. 요컨대, 킬레이트제를 제거한다. 그러면, 유기 금속 화합물의 탈알코올 반응이 촉진되고, 중축합에 의한 가교 반응이 진행된다.
이와 같이, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 유기 금속 화합물의 반응 속도를 느리게 할 수 있기 때문에, 균질한 유전막을 얻을 수 있다. 또, 용제는 고무 폴리머를 용해시키고, 무기 필러를 분산시키는 용매로서의 역할과, 킬레이트제로서의 역할의 양방을 완수한다. 이 때문에, 용매와 킬레이트제를 개별로 준비할 필요가 없다. 따라서, 제조 공정이 간략화되어 실용적이다. 또, 제 1 용액 조제 공정에 있어서, 고무 폴리머가 용해되고, 무기 필러가 분산된 제 1 용액을 미리 준비해 둔다. 이로써, 제 2 용액 중에서의 무기 필러의 분산성이 향상되어, 균질한 유전막을 얻을 수 있다. 또한, 가소제는, 필요에 따라 배합된다. 즉, 제 1 용액에 있어서, 가소제는 함유되어 있어도, 함유되어 있지 않아도 된다.
(3) 또, 본 발명의 트랜스듀서는, 상기 본 발명의 유전막과, 그 유전막을 개재하여 배치되어 있는 복수의 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 트랜스듀서는, 상기 본 발명의 유전막을 구비한다. 상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 유전막의 전기 저항은 크다. 따라서, 유전막 중에, 많은 전하를 축적할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 본 발명의 트랜스듀서를 액츄에이터로서 사용하면, 큰 힘 및 변위량을 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 유전막은, 열에 의한 파괴의 우려가 적어, 쉽게 절연 파괴되지 않는다. 이 때문에, 본 발명의 트랜스듀서는, 내구성이 우수하다.
도 1 은, 본 발명의 트랜스듀서의 제 1 실시형태인 액츄에이터의 단면 모식도로서, (a) 는 오프 상태, (b) 는 온 상태를 나타낸다.
도 2 는, 본 발명의 트랜스듀서의 제 2 실시형태인 정전 용량형 센서의 단면 모식도이다.
도 3 은, 본 발명의 트랜스듀서의 제 3 실시형태인 발전 소자의 단면 모식도 로서, (a) 는 신장시, (b) 는 수축시를 나타낸다.
도 4 는, 실험 장치에 장착된 액츄에이터의 정면도이다.
도 5 는, 도 4 의 V-V 방향 단면도이다.
부호의 설명
1 : 액츄에이터 (트랜스듀서)
10 : 유전막
11a, 11b : 전극
12 : 전원
2 : 정전 용량형 센서 (트랜스듀서)
20 : 유전막
21a, 21b : 전극
22 : 기판
3 : 발전 소자 (트랜스듀서)
30 : 유전막
31a, 31b : 전극
5 : 액츄에이터
50 : 유전막
51a, 51b : 전극
52 : 상측 척
53 : 하측 척
이하, 본 발명의 유전막, 그 제조 방법, 및 트랜스듀서의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 본 발명의 유전막, 그 제조 방법, 및 트랜스듀서는, 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 당업자가 할 수 있는 변경, 개량 등을 실시한 여러 가지의 형태로 실시할 수 있다.
<유전막>
본 발명의 유전막은, 유기 금속 화합물과, 그 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖고, 폴리디메틸실록산 이외의 고무 폴리머와, 그 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖는 무기 필러로 합성된 삼차원 가교체로 이루어진다.
(1) 유기 금속 화합물
유기 금속 화합물의 종류는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 유기 금속 화합물은, 액체여도 고체여도 된다. 유기 금속 화합물로는, 금속 알콕시드 화합물, 금속 아실레이트 화합물, 및 금속 킬레이트 화합물을 들 수 있다. 이들에서 선택되는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 유기 금속 화합물은, 티탄, 지르코늄, 알루미늄, 규소, 붕소, 바나듐, 망간, 철, 코발트, 게르마늄, 이트륨, 니오브, 란탄, 세륨, 탄탈, 텅스텐, 및 마그네슘에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 포함하는 것이 바람직하다.
금속 알콕시드 화합물은, 예를 들어, 다음의 일반식 (a) 로 나타낸다.
M(OR)m … (a)
[식 (a) 중, M 은 금속 등의 원자이다. R 은 탄소수 1 ? 10 의 알킬기, 아릴기, 알케닐기 중 어느 1 종 이상으로, 동일해도 되고, 상이해도 된다. m 은 금속 등의 원자 M 의 가수이다.]
또, 1 분자 중에, 2 개 이상의 반복 단위 [(MO)n ; n 은 2 이상의 정수] 를 갖는 다량체여도 된다. n 의 수를 변경함으로써, 고무 폴리머와의 상용성이나, 반응 속도 등을 조정할 수 있다. 이 때문에, 고무 폴리머의 종류에 따라, 적절히 바람직한 다량체를 선택하면 된다.
금속 등의 원자 M 으로는, 예를 들어, 티탄, 지르코늄, 알루미늄, 규소, 철, 구리, 주석, 바륨, 스트론튬, 하프늄, 붕소 등을 들 수 있다. 그 중에서도 반응성이 양호하다는 이유에서, 티탄, 지르코늄, 알루미늄에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 테트라n-부톡시티탄, 테트라n-부톡시지르코늄, 테트라n-부톡시실란, 아세트알콕시알루미늄디이소프로필레이트, 테트라i-프로폭시티탄, 테트라에톡시실란, 테트라키스(2-에틸헥실옥시)티탄, 티탄부톡시드다이머 등이 바람직하다.
또, 금속 아실레이트 화합물로는, 폴리하이드록시티탄스테아레이트, 지르코늄트리부톡시모노스테아레이트 등을 들 수 있다.
또, 금속 킬레이트 화합물로는, 티탄-디이소프로폭시-비스(아세틸아세토네이트), 티탄-테트라아세틸아세토네이트, 티탄-디옥틸옥시-비스(옥틸렌글리콜레이트), 티탄-디이소프로폭시-비스(에틸아세토아세테이트), 티탄-디이소프로폭시-비스(트리에탄올아미네이트), 티탄디부톡시-비스(트리에탄올아미네이트) 등의 티탄킬레이트 화합물, 지르코늄테트라아세틸아세토네이트, 지르코늄트리부톡시모노아세틸아세토네이트, 지르코늄모노부톡시아세틸아세토네이트-비스(에틸아세토아세테이트), 지르코늄디부톡시-비스(에틸아세토아세테이트) 등의 지르코늄킬레이트 화합물 등을 들 수 있다.
(2) 고무 폴리머
고무 폴리머는, 폴리디메틸실록산 이외로서, 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖는다. 고무 폴리머는, 액체여도 고체여도 된다. 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기로는, 카르복실기 (-COOH), 하이드록시기 (-OH), 아미노기 (-NH), 아미드 (-CONR1R2), 에폭시기, 티올 (-SH), 에스테르 (R3C(=O)OR4) 등을 들 수 있다. 고무 폴리머는, 이들 관능기의 1 종 이상을 갖는 것이 바람직하다.
보다 작은 인가 전압으로 큰 변위량을 얻는다는 관점에서는, 극성이 큰, 요컨대 비유전율이 큰 고무 폴리머가 바람직하다. 예를 들어, 비유전율이 2.8 이상 (측정 주파수 100 ㎐) 인 것이 바람직하다. 비유전율이 큰 고무 폴리머로는, 예를 들어, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 (NBR), 수소화 니트릴 고무 (H-NBR), 아크릴 고무, 우레탄 고무, 불소 고무, 플루오로실리콘 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 염소화 폴리에틸렌 등을 들 수 있다. 이들의 1 종을 단독으로 사용하거나, 혹은 2 종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또, 큰 전압을 인가한 경우에 쉽게 절연 파괴되지 않는 점, 및 내후성의 점에서, 주사슬이 불포화인 고무 폴리머가 바람직하다.
(3) 무기 필러
무기 필러는, 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖는다. 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기로는, 고무 폴리머의 경우와 마찬가지로, 하이드록시기 (-OH), 카르복실기 (-COOH), 아미노기 (-NH), 아미드 (-CONR1R2), 에폭시기, 티올 (-SH), 에스테르 (R3C(=O)OR4) 등을 들 수 있다. 무기 필러는, 이들 관능기의 1 종 이상을 갖는 것이 바람직하다. 또, 무기 필러에 표면 처리를 실시하여, 관능기의 수를 증가시켜도 된다. 이렇게 함으로써, 무기 필러와 금속 알콕시드의 반응성이 향상된다.
무기 필러로는, 예를 들어, 실리카, 산화티탄, 티탄산바륨, 탄산칼슘, 클레이, 탤크 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 관능기의 수가 많고, 비교적 저렴하다는 이유에서, 실리카를 사용하는 것이 바람직하다.
무기 필러 중에 잔존하는 이온성의 불순물은, 유전막의 전기 저항을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, 무기 필러로는, 가능한 한 이온성의 불순물이 적은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 실리카의 경우에는, 제조 방법에 의해, 원료 유래의 나트륨이 잔존하는 경우가 있다. 나트륨의 잔존량이 많으면, 나트륨 이온에 의해 전기 저항이 저하될 우려가 있다. 여기서, 나트륨의 잔존량은, 실리카의 pH 값과 상관이 있다. 즉, 나트륨의 잔존량이 많으면, pH 값이 커지는 경향이 있다. 이 때문에, 실리카를 사용하는 경우에는, 가능한 한 pH 값이 작은 것을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, pH 값이 10.5 이하면 된다. pH 값이 8.5 이하, 나아가서는 6.5 이하면 바람직하다. 본 명세서에서는 실리카의 pH 값으로서, 다음의 측정 방법에 의해 측정된 값을 채용한다. 먼저, 실리카를 물에 분산시켜, 실리카 농도가 4 질량％ 의 분산액을 조제한다. 다음으로, 분산액을 충분히 교반하여, 분산액의 pH 값을 pH 미터에 의해 측정한다.
(4) 그 밖의 첨가제
본 발명에 있어서의 삼차원 가교체를 합성할 때에는, 상기 유기 금속 화합물, 고무 폴리머, 및 무기 필러에 추가하여, 촉매, 보강제, 가소제, 노화 방지제, 착색제 등을 적절히 배합해도 된다. 예를 들어, 가소제를 배합함으로써, 합성되는 삼차원 가교체, 즉, 본 발명의 유전막의 유연성을 향상시킬 수 있다. 이로써, 본 발명의 유전막은 신축되기 쉬워진다. 따라서, 가소제를 배합한 경우에는, 예를 들어 액츄에이터에 있어서, 보다 큰 힘 및 변위량을 얻을 수 있다.
배합하는 가소제로는, 유전막의 전기 저항을 잘 저하시키지 않는다는 관점에서, 절연성이 높고, 잘 휘발되지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 트리크레질포스페이트, 트리스2에틸헥실트리멜리테이트, 염화파라핀, 트리스n-옥틸트리멜리테이트, 트리스이소노닐트리멜리테이트, 트리스이소데실트리멜리테이트, 디펜타에리트리톨에스테르, 피로멜리트산옥틸에스테르 등이 바람직하다.
<유전막 제조 방법>
본 발명의 유전막 제조 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 다음의 (1) 또는 (2) 의 방법에 의해 제조할 수 있다.
(1) 제 1 방법으로는, 고무 폴리머, 무기 필러, 및 유기 금속 화합물을 롤이나 혼련기에 의해 혼련하고 (혼련 공정), 소정의 조건하에서 박막 형상으로 성형한다 (성막 공정).
(2) 제 2 방법으로는, 먼저, 소정의 용제 중에, 고무 폴리머와 무기 필러가 함유되어 있는 제 1 용액을 조제한다 (제 1 용액 조제 공정). 이어서, 제 1 용액에, 유기 금속 화합물을 그대로, 혹은 소정의 용제에 용해시킨 상태로 혼합하여, 제 2 용액을 조제한다 (제 2 용액 조제 공정). 그 후, 제 2 용액을 기재 상에 도포하고, 소정의 조건하에서 건조시킨다 (성막 공정).
상기 제 2 방법으로는, 고무 폴리머 및 무기 필러를, 미리 롤이나 혼련기에 의해 혼련한 상태로 용제에 첨가하여, 제 1 용액을 조제할 수 있다. 고무 폴리머 및 무기 필러를 미리 혼합해 둠으로써, 무기 필러의 분산성이 향상된다. 한편, 고무 폴리머를 용제에 용해시킨 용액과, 무기 필러를 용제에 분산시킨 분산액를 혼합하여, 제 1 용액을 조제해도 된다.
또, 유기 금속 화합물을 소정의 용제에 용해시킨 상태로 혼합하는 경우에는, 당해 용제와, 제 1 용액의 조제에 사용하는 용제는 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, 제 1 방법에서는, 혼련 공정에 있어서, 필요에 따라 촉매, 보강제, 가소제, 노화 방지제, 착색제 등을 첨가해도 된다. 또, 제 2 방법에서는, 제 1 용액 조제 공정이나 제 2 용액 조제 공정에 있어서, 필요에 따라 촉매, 보강제, 가소제, 노화 방지제, 착색제 등을 첨가해도 된다.
유기 금속 화합물의 배합 비율은, 고무 폴리머 100 질량부에 대해, 0.5 질량부 이상 40 질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 0.5 질량부 미만이면, 가교가 충분하지 않아, 삼차원 가교체가 잘 생성되지 않는다. 1.5 질량부 이상이 바람직하다. 반대로, 40 질량부를 초과하면, 가교가 지나치게 진행되어 유전막이 딱딱해져, 유전막의 유연성이 손상될 우려가 있다. 30 질량부 이하가 바람직하다.
무기 필러의 배합 비율은, 고무 폴리머 100 질량부에 대해, 1 질량부 이상 40 질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 1 질량부 미만이면, 전자의 흐름을 충분히 차단할 수 없어, 전기 저항을 크게 하는 효과가 작다. 5 질량부 이상이 바람직하다. 반대로, 40 질량부를 초과하면, 유전막이 딱딱해져, 유전막의 유연성이 손상될 우려가 있다. 30 질량부 이하가 바람직하다.
또, 가소제를 배합하는 경우에는, 그 배합 비율은, 고무 폴리머와 유기 금속 화합물의 합계 100 질량부에 대해, 1 질량부 이상 200 질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 1 질량부 미만이면, 유연성의 향상 효과가 작다. 5 질량부 이상이 보다 바람직하다. 반대로, 200 질량부를 초과하면, 고무 성분과의 상용성이 저하되어, 블리드가 발생할 우려가 있다. 150 질량부 이하가 보다 바람직하다.
유기 금속 화합물은, 공기 중이나, 반응계 (고무 폴리머, 용액) 중의 수분과 반응하고, 가수 분해하여 중축합한다 (졸겔 반응). 따라서, 물과의 급격한 반응을 억제하고, 균질한 막을 형성하기 위해서는, 유기 금속 화합물을 킬레이트제에 의해 킬레이트화하여 사용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 금속 알콕시드 화합물의 반응성은 높다. 이 때문에, 금속 알콕시드 화합물에 대해서는, 킬레이트화하여 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 금속 아실레이트 화합물에 대해서는, 금속 알콕시드 화합물과 비교하여, 반응성은 그만큼 높지 않다. 따라서, 킬레이트화의 필요성은 작다.
유기 금속 화합물을 킬레이트화하여 사용하는 경우에는, 예를 들어, 다음의 방법을 채용하면 된다. 먼저, 소정의 용제 중에, 고무 폴리머와 무기 필러가 함유되어 있는 제 1 용액을 조제한다 (제 1 용액 조제 공정). 이어서, 제 1 용액에 킬레이트화된 유기 금속 화합물을 혼합하여, 제 2 용액을 조제한다 (제 2 용액 조제 공정). 그 후, 제 2 용액을 기재 상에 도포하고, 소정의 조건하에서 건조시킴과 함께, 킬레이트제를 제거하고 가교 반응을 진행시킨다 (가교 공정). 이로써, 박막 형상의 유전막이 제조된다.
킬레이트제로는, 예를 들어, 아세틸아세톤, 벤조일아세톤, 디벤조일메탄 등의 β-디케톤, 아세토아세트산에틸, 벤조일아세트산에틸 등의 β-케토산에스테르, 트리에탄올아민, 락트산, 2-에틸헥산-1,3디올, 1,3헥산디올 등을 들 수 있다. 사용하는 킬레이트제의 양은, 유기 금속 화합물 100 질량부에 대해, 10 질량부 이상 100000 질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 10 질량부 미만이면, 충분히 킬레이트화할 수 없다. 50 질량부 이상이 바람직하다. 반대로, 100000 질량부를 초과하면, 잘 제거되지 않는다. 이 때문에, 예를 들어, 건조가 과잉으로 필요해진다. 8000 질량부 이하가 바람직하다.
예를 들어, 킬레이트제가 고무 폴리머를 용해할 수 있는 경우에는, 킬레이트제를 고무 폴리머를 용해시키는 용매로서 사용할 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 다음의 방법을 채용하면 된다. 먼저, 고무 폴리머가 용해 가능하고, 또한, 유기 금속 화합물을 킬레이트화할 수 있는 용제 중에, 고무 폴리머와 무기 필러가 함유되어 있는 제 1 용액을 조제한다 (제 1 용액 조제 공정). 이어서, 제 1 용액에 유기 금속 화합물을 혼합하여, 제 2 용액을 조제한다 (제 2 용액 조제 공정). 그 후, 제 2 용액에서 용제를 제거하고, 가교 반응을 진행시킨다 (가교 공정).
용제는, 전체가 킬레이트제여도, 킬레이트제와 그 이외의 용제의 혼합물이어도 된다. 가교 공정에서는, 제 2 용액을 기재 상에 도포하고, 건조시키면 된다. 이로써, 박막 형상의 유전막이 제조된다. 가교 공정의 온도는, 반응 속도 등을 고려하여, 용제의 종류에 따라 적절히 결정하면 된다. 예를 들어, 상온이어도 되지만, 용제의 비점 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, 유기 금속 화합물을 킬레이트화하여 사용하는 경우라도, 상기 제 1 용액 조제 공정이나 제 2 용액 조제 공정에 있어서, 필요에 따라 촉매, 보강제, 가소제, 노화 방지제, 착색제 등을 첨가할 수 있다. 일례로서 가소제를 첨가하는 경우에는, 유전막 제조 방법을, 다음의 3 공정으로 구성할 수 있다. 먼저, 고무 폴리머가 용해 가능하고, 또한, 유기 금속 화합물을 킬레이트화할 수 있는 용제 중에, 고무 폴리머와, 무기 필러와, 가소제가 함유되어 있는 제 1 용액을 조제한다 (제 1 용액 조제 공정). 이어서, 제 1 용액에 유기 금속 화합물을 혼합하여, 제 2 용액을 조제한다 (제 2 용액 조제 공정). 그 후, 제 2 용액에서 용제를 제거하고, 가교 반응을 진행시킨다 (가교 공정).
<트랜스듀서>
본 발명의 트랜스듀서는, 상기 본 발명의 유전막과, 그 유전막을 개재하여 배치되어 있는 복수의 전극를 구비한다. 본 발명의 유전막의 구성, 및 제조 방법에 대해서는, 상기 서술한 바와 같다. 따라서, 여기서는 설명을 할애한다. 또한, 본 발명의 트랜스듀서에 있어서도, 본 발명의 유전막에 있어서의 바람직한 양태를 채용하는 것이 바람직하다.
유전막의 두께는, 용도 등에 따라 적절히 결정하면 된다. 예를 들어, 본 발명의 트랜스듀서를 액츄에이터로서 사용하는 경우에는, 액츄에이터의 소형화, 저전위 구동화, 및 변위량을 크게 하는 등의 관점에서, 유전막의 두께는 얇은 것이 바람직하다. 이 경우, 절연 파괴성 등도 고려하여, 유전막의 두께를, 1 ㎛ 이상 1000 ㎛ (1 ㎜) 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 범위는, 5 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하이다.
본 발명의 트랜스듀서에 있어서, 전극의 재질은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카본 블랙, 카본 나노 튜브 등의 탄소 재료나 금속으로 이루어지는 도전제에, 바인더로서 오일이나 엘라스토머를 혼합한 페이스트 또는 도료를 도포한 전극, 혹은 탄소 재료나 금속 등을 메시 형상으로 만든 전극 등을 사용할 수 있다. 전극은, 유전막의 신축에 따라 신축될 수 있는 것이 바람직하다. 전극이, 유전막과 함께 신축되면, 유전막의 변형이 전극에 의해 잘 저해되지 않는다. 이 때문에, 본 발명의 트랜스듀서를 액츄에이터 등으로서 사용한 경우에, 원하는 변위량을 얻기 쉬워진다.
또, 본 발명의 트랜스듀서를 복수의 유전막과 전극을 교대로 적층시킨 적층 구조로 하면, 보다 큰 힘을 발생시킬 수 있다. 따라서, 적층 구조를 채용한 경우에는, 예를 들어, 액츄에이터의 출력을 크게 할 수 있다. 이로써, 구동 대상 부재를 보다 큰 힘으로 구동시킬 수 있다.
[제 1 실시형태]
본 발명의 트랜스듀서의 제 1 예로서, 액츄에이터로 구현화한 실시형태를 설명한다. 도 1 에, 본 실시형태의 액츄에이터의 단면 모식도를 나타낸다. (a) 는 오프 상태, (b) 는 온 상태를 각각 나타낸다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 액츄에이터 (1) 는, 유전막 (10) 과 전극 (11a, 11b) 을 구비하고 있다. 유전막 (10) 은, 테트라키스(2-에틸헥실옥시)티탄 (금속 알콕시드 화합물) 과, 카르복실기를 갖는 수소화 니트릴 고무 (고무 폴리머) 와, 실리카 (무기 필러) 로 합성된 삼차원 가교체 (본 발명의 유전막) 이다. 전극 (11a, 11b) 은, 유전막 (10) 의 상면 및 하면에 각각 고정되어 있다. 전극 (11a, 11b) 은, 배선을 개재하여 전원 (12) 에 접속되어 있다. 오프 상태에서 온 상태로 전환할 때는, 1 쌍의 전극 (11a, 11b) 사이에 전압을 인가한다. 전압의 인가에 의해, 유전막 (10) 의 두께는 얇아지고, 그만큼 도 1(b) 중 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이, 전극 (11a, 11b) 면에 대해 평행 방향으로 신장된다. 이로써, 액츄에이터 (1) 는 도면 중 상하 방향 및 좌우 방향의 구동력을 출력한다.
여기서, 유전막 (10) 의 전기 저항은 크다. 이 때문에, 전극 (11a, 11b) 사이에 큰 전압을 인가해도, 전류가 유전막 (10) 중을 잘 흐르지 않는다. 따라서, 유전막 (10) 중에 많은 전하를 축적할 수 있다. 그 결과, 큰 정전 인력이 발생되어, 큰 힘 및 변위량을 얻을 수 있다. 또, 전류가 유전막 (10) 중을 잘 흐르지 않기 때문에, 줄열의 발생이 억제된다. 따라서, 유전막 (10) 이 열에 의해 파괴될 우려는 적다. 또, 유전막 (10) 은, 쉽게 절연 파괴되지 않는다. 이와 같이, 액츄에이터 (1) 는 내구성이 우수하다. 또한, 유전막 (10) 을 면 연장 방향으로 연신한 상태로 배치하면, 유전막 (10) 의 절연 파괴 강도가 향상된다. 따라서, 보다 큰 전압을 인가할 수 있기 때문에 힘 및 변위량이 커진다.
[제 2 실시형태]
본 발명의 트랜스듀서의 제 2 예로서, 정전 용량형 센서로 구현화한 실시형태를 설명한다. 도 2 에, 본 실시형태에 있어서의 정전 용량형 센서의 단면 모식도를 나타낸다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 정전 용량형 센서 (2) 는, 유전막 (20) 과, 전극 (21a, 21b) 과 기판 (22) 을 구비하고 있다. 유전막 (20) 은, 테트라키스(2-에틸헥실옥시)티탄 (금속 알콕시드 화합물) 과, 카르복실기를 갖는 수소화 니트릴 고무 (고무 폴리머) 와, 실리카 (무기 필러) 로 합성된 삼차원 가교체 (본 발명의 유전막) 이다. 유전막 (20) 은, 좌우 방향으로 연장되는 띠 형상을 나타내고 있다. 유전막 (20) 은, 기판 (22) 의 상면에, 전극 (21b) 을 개재하여 배치되어 있다. 전극 (21a, 21b) 은, 좌우 방향으로 연장되는 띠 형상을 나타내고 있다. 전극 (21a, 21b) 은, 유전막 (20) 의 상면 및 하면에, 각각 고정되어 있다. 전극 (21a, 21b) 에는, 배선 (도면 생략) 이 접속되어 있다. 기판 (22) 은 절연성의 유연한 필름으로서, 좌우 방향으로 연장되는 띠 형상을 나타내고 있다. 기판 (22) 은, 전극 (21b) 의 하면에 고정되어 있다.
정전 용량형 센서 (2) 의 정전 용량 (커패시턴스) 은, 다음 식 (Ⅰ) 에 의해 구할 수 있다.
C = εoεr S / d … (Ⅰ)
[C : 정전 용량, εo : 진공 중의 유전율, εr : 유전막의 비유전율, S : 전극 면적, d : 전극간 거리]
예를 들어, 정전 용량형 센서 (2) 가 상방으로부터 가압되면, 유전막 (20) 은 압축되어, 그만큼 전극 (21a, 21b) 면에 대해 평행 방향으로 신장된다. 막두께, 즉 전극간 거리 d 가 작아지면, 전극 (21a, 21b) 사이의 정전 용량은 커진다. 이 정전 용량 변화에 의해, 가해진 하중의 크기나 위치 등이 검출된다.
여기서, 유전막 (20) 의 전기 저항은 크다. 이 때문에, 큰 힘으로 가압되어, 전극 (21a, 21b) 사이의 정전 용량이 커진 경우라도, 전류가 유전막 (20) 중을 잘 흐르지 않는다. 이 때문에, 가해진 하중의 크기나 위치 등을 정확하게 검출할 수 있다. 또, 전류가 유전막 (20) 중을 잘 흐르지 않기 때문에, 줄열의 발생이 억제된다. 따라서, 유전막 (20) 이 열에 의해 파괴될 우려는 적다. 또, 유전막 (20) 은, 쉽게 절연 파괴되지 않는다. 이와 같이, 정전 용량형 센서 (2) 는, 내구성이 우수하다.
[제 3 실시형태]
본 발명의 트랜스듀서의 제 3 예로서, 발전 소자의 실시형태를 설명한다. 도 3 에, 본 실시형태에 있어서의 발전 소자의 단면 모식도를 나타낸다. (a) 는 신장시, (b) 는 수축시를 각각 나타낸다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 발전 소자 (3) 는, 유전막 (30) 과 전극 (31a, 31b) 을 구비하고 있다. 유전막 (30) 은, 테트라키스(2-에틸헥실옥시)티탄 (금속 알콕시드 화합물) 과, 카르복실기를 갖는 수소화 니트릴 고무 (고무 폴리머) 와, 실리카 (무기 필러) 로 합성된 삼차원 가교체 (본 발명의 유전막) 이다. 전극 (31a, 31b) 은, 유전막 (30) 의 상면 및 하면에 각각 고정되어 있다. 전극 (31a, 31b) 에는 배선이 접속되어 있고, 전극 (31b) 은 접지되어 있다.
도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 발전 소자 (3) 를 압축하고, 유전막 (30) 을 전극 (31a, 31b) 면에 대해 평행 방향으로 신장시키면, 유전막 (30) 의 두께는 얇아져, 전극 (31a, 31b) 사이에 전하를 축적할 수 있다. 그 후, 압축력을 제거하면, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 유전막 (30) 의 탄성 복원력에 의해 유전막 (30) 은 수축되고, 막두께가 두꺼워진다. 그 때, 전하가 방출되어 발전된다.
여기서, 유전막 (30) 의 전기 저항은 크다. 이 때문에, 압축량이 큰 경우라도, 전류가 유전막 (30) 중을 잘 흐르지 않아, 전극 (31a, 31b) 사이에 많은 전하를 축적할 수 있다. 따라서, 큰 발전량을 얻을 수 있다. 또, 전류가 유전막 (30) 중을 잘 흐르지 않기 때문에, 줄열의 발생이 억제된다. 따라서, 유전막 (30) 이 열에 의해 파괴될 우려는 적다. 또, 유전막 (30) 은, 쉽게 절연 파괴되지 않는다. 이와 같이, 발전 소자 (3) 는 내구성이 우수하다.
실시예
다음으로, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
<유전막의 제조>
[실시예 1 ? 10 의 유전막]
하기의 표 1 에 나타내는 원료로, 실시예 1 ? 10 의 유전막을 제조하였다. 먼저, 카르복실기 함유 수소화 니트릴 고무 (랭크세스사 제조 「테르반 (등록 상표) XT8889」) 와, 소정의 실리카를 롤 반죽기로 혼련하여, 고무 조성물을 조제하였다. 다음으로, 조제한 고무 조성물을 아세틸아세톤에 용해하였다. 계속해서, 이 용액에 유기 금속 화합물의 테트라키스(2-에틸헥실옥시)티탄을 첨가하여, 혼합하였다. 여기서, 아세틸아세톤은, 카르복실기 함유 수소화 니트릴 고무 (고무 폴리머) 를 용해시키는 용매임과 함께, 테트라키스(2-에틸헥실옥시)티탄 (금속 알콕시드 화합물) 의 킬레이트제이다. 그 후, 혼합 용액을 기재 상에 도포하고, 건조시킨 후, 150 ℃ 에서 약 60 분간 가열하여 유전막을 얻었다. 유전막의 막두께는, 모두 약 40 ㎛ 로 하였다.
[참고예 1, 2 의 유전막]
하기의 표 1 에 나타내는 원료로, 참고예 1, 2 의 유전막을 제조하였다. 실시예 1 ? 10 의 유전막과 참고예의 유전막의 차이점은, 실리카 배합의 유무이다. 우선, 카르복실기 함유 수소화 니트릴 고무 (상동) 를, 아세틸아세톤에 용해하였다. 계속해서, 이 용액에 테트라키스(2-에틸헥실옥시)티탄을 첨가하여, 혼합하였다. 다음으로, 혼합 용액을 기재 상에 도포하고, 건조시킨 후, 150 ℃ 에서 약 60 분간 가열하여 유전막을 얻었다. 유전막의 막두께는, 모두 약 40 ㎛ 로 하였다.
[실시예 11 ? 16 의 유전막]
무기 필러의 종류를 변경한 것 이외에는, 실시예 1 ? 10 의 유전막과 동일하게 하여, 하기의 표 2 에 나타내는 원료로, 실시예 11 ? 16 의 유전막을 제조하였다. 유전막의 막두께는, 모두 약 40 ㎛ 로 하였다.
[실시예 17 ? 21 의 유전막]
가소제를 배합한 것 이외에는, 실시예 1 ? 10 의 유전막과 동일하게 하여, 하기의 표 3 에 나타내는 원료로, 실시예 17 ? 21 의 유전막을 제조하였다. 먼저, 카르복실기 함유 수소화 니트릴 고무 (상동) 와, 후술하는 실리카 (b) 를 롤 반죽기로 혼련하여, 고무 조성물을 조제하였다. 다음으로, 조제한 고무 조성물을 아세틸아세톤에 용해하였다. 계속해서, 이 용액에 테트라키스(2-에틸헥실옥시)티탄과 소정의 가소제를 첨가하여, 혼합하였다. 그 후, 혼합 용액을 기재 상에 도포하고, 건조시킨 후, 150 ℃ 에서 약 60 분간 가열하여 유전막을 얻었다. 유전막의 막두께는, 모두 약 40 ㎛ 로 하였다.
[실시예 22 ? 25 의 유전막]
유기 금속 화합물의 종류를 변경한 것 이외에는, 실시예 1 ? 10 의 유전막과 동일하게 하여, 하기의 표 4 에 나타내는 원료로, 실시예 22 ? 25 의 유전막을 제조하였다. 유전막의 막두께는, 모두 약 40 ㎛ 로 하였다.
[비교예 1, 2 의 유전막]
하기의 표 5 에 나타내는 원료로, 비교예 1, 2 의 유전막을 제조하였다. 먼저, 소정의 원료를 롤 반죽기로 혼합, 분산시켜, 고무 조성물을 조제하였다. 다음으로, 조제한 고무 조성물을 얇은 시트 형상으로 성형하고, 그것을 금형에 충전하여, 175 ℃ 에서 약 30 분간 프레스 가교함으로써 유전막을 얻었다. 유전막의 막두께는, 모두 약 50 ㎛ 로 하였다.
표 1 ? 표 5 에, 사용한 원료의 종류 및 배합량을 나타낸다. 표 1, 표 3, 표 4 중, 실리카에 대해서는, 이하의 것을 사용하였다.
실리카 (a) : 토우소?실리카 (주) 제조 습식 실리카 「Nipsil (등록 상표) VN3」, pH 5.5 ? 6.5, 비표면적 240 ㎡ / g
실리카 (b) : 닛폰 아에로질 (주) 제조 건식 실리카 「Aerosil (등록 상표) 380」, pH 3.7 ? 4.7, 비표면적 380 ㎡ / g
실리카 (c) : 토우소?실리카 (주) 제조 습식 실리카 「Nipsil ER」, pH 7 ? 8.5, 비표면적 120 ㎡ / g
또, 표 5 중, 각 원료에 대해서는 이하의 것을 사용하였다.
실리콘 고무 : 「DMS-V31」 (Gelest 사 제조)
니트릴 고무 : 「니폴 (등록 상표) 1042」 (닛폰 제온 (주) 제조)
메틸 H 실록산 : 「TSF484」 (GE 토시바 실리콘 (주) 제조)
지연제 : 「서피놀 (등록 상표) 61」 (닛신 화학 공업 (주) 제조)
백금 촉매 : 「SIP6830.0」 (Gelest 사 제조)
가황 보조제 : 산화 아연 2 종 (미츠이 금속 (주) 제조)
스테아르산 : 「루낙 (등록 상표) S30」 (카오 (주) 제조)
테트라에틸티오람디술파이드 : 「산세라 (등록 상표) TET-G」 (산신 화학 공업 (주) 제조)
N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드 : 「산세라 CZ-G」 (산신 화학 공업 (주) 제조)
황 : 「사르팍스 T-10」 (츠루미 화학 공업 (주) 제조)
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
<유전막의 전기 저항 측정>
실시예, 참고예, 및 비교예의 각 유전막의 전기 저항을, JIS K 6911 (1995) 에 준하여 측정하였다. 측정 결과를 상기 표 1 ? 표 5 에 정리하여 나타낸다. 표 1 ? 표 4 에 나타내는 바와 같이, 실시예의 유전막은, 모두 큰 전기 저항을 갖고 있다. 요컨대, 높은 절연성이 유지되어 있다. 예를 들어, 표 1 중, 금속 알콕시드 화합물의 배합량이 동일한 것끼리 비교하면, 실시예 1 은 참고예 1 에 비해, 실시예 2 ? 5, 8, 10 은 참고예 2 에 비해, 전기 저항이 커졌다. 즉, 실리카 (무기 필러) 를 포함하는 실시예의 유전막에서는, 그것을 포함하지 않는 참고예의 유전막과 비교하여, 전기 저항이 커지는 것이 확인되었다. 마찬가지로, 금속 알콕시드 화합물의 배합량이 동일한 표 2 의 실시예 11 ? 16 과 참고예 2 를 비교하면, 실시예 11 ? 16 은 참고예 2 에 비해, 전기 저항이 커졌다. 즉, 무기 필러의 종류에 관계 없이, 무기 필러를 포함하는 실시예의 유전막에서는, 그것을 포함하지 않는 참고예의 유전막과 비교하여, 전기 저항이 커지는 것이 확인되었다. 또, 가소제를 배합한 실시예 17 ? 21 에 대해서도, 전기 저항은 컸다. 또한, 표 5 에 나타내는 바와 같이, 종래의 실리콘 고무를 사용한 유전막 (비교예 1) 의 전기 저항은 크고, 니트릴 고무를 사용한 유전막 (비교예 2) 의 전기 저항은 작은 것을 알 수 있다.
다음으로, 실리카의 pH 값과 전기 저항의 관계를 검토한다. 예를 들어, 실시예 3, 8, 10 을 비교하면, 실시예 10 → 실시예 3 → 실시예 8 의 순서로, 전기 저항이 커지고 있는 것을 알 수 있다. 이 경향은, 실리카의 pH 값의 저하와 일치한다. 즉, 각각의 실시예에 있어서의 실리카의 pH 값은, 실시예 10 → 실시예 3 → 실시예 8 의 순서로 작아지고 있다. 요컨대, 실리카의 pH 값이 작을수록 (실리카가 산성을 띨수록), 전기 저항은 커졌다.
다음으로, 실리카의 배합량과 전기 저항의 관계를 검토한다. 예를 들어, 실시예 2 ? 4 를 비교하면, 실리카의 배합량이 증가함에 따라 (실시예 2 → 실시예 3 → 실시예 4), 전기 저항은 커졌다. 또한, 실리카의 배합량이 가장 많은 실시예 5 (30 질량부) 에 있어서는, 실시예 4 (20 질량부) 및 실시예 3 (10 질량부) 만큼 전기 저항의 증가는 볼 수 없었다. 이것은, 실리카의 배합에 의한 절연 효과가 포화되었기 때문인 것으로 생각된다.
<액츄에이터의 평가>
다음으로, 실시예, 참고예, 및 비교예의 각 유전막을 사용하여 액츄에이터를 제작하고, 액츄에이터의 최대 발생 응력 및 최대 전계 강도를 측정하였다. 먼저, 실험 장치 및 실험 방법에 대해 설명한다.
실시예, 참고예, 및 비교예의 각 유전막의 표리 양면에, 아크릴 고무에 카본 블랙이 혼합되어 이루어지는 전극을 각각 첩착 (貼着) 하여 액츄에이터를 제작하였다. 이하, 제작한 액츄에이터를 유전막의 종류에 대응시켜, 「실시예의 액츄에이터」 등으로 칭한다. 도 4 에, 실험 장치에 장착된 액츄에이터의 정면도를 나타낸다. 도 5 에, 도 4 의 V-V 방향 단면도를 나타낸다.
도 4, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 액츄에이터 (5) 의 상단은, 실험 장치에 있어서의 상측 척 (52) 에 의해 파지되어 있다. 액츄에이터 (5) 의 하단은, 하측 척 (53) 에 의해 파지되어 있다. 액츄에이터 (5) 는, 미리 상하 방향으로 연신된 상태로, 상측 척 (52) 과 하측 척 (53) 사이에 장착되어 있다 (연신율 25 ％). 상측 척 (52) 의 상방에는, 로드셀 (도면 생략) 이 배치되어 있다.
액츄에이터 (5) 는, 유전막 (50) 과 1 쌍의 전극 (51a, 51b) 으로 이루어진다. 유전막 (50) 은, 자연 상태에서, 세로 50 ㎜, 가로 25 ㎜, 두께 약 40 ㎛ 의 직사각형의 박막 형상을 나타내고 있다. 전극 (51a, 51b) 은, 유전막 (50) 을 사이에 두고 표리 방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 전극 (51a, 51b) 은, 자연 상태에서, 각각 세로 40 ㎜, 가로 25 ㎜, 두께 약 10 ㎛ 의 직사각형의 박막 형상을 나타내고 있다. 전극 (51a, 51b) 은, 상하 방향으로 10 ㎜ 어긋난 상태로 배치되어 있다. 요컨대, 전극 (51a, 51b) 은, 유전막 (50) 을 개재하여, 세로 30 ㎜, 가로 25 ㎜ 의 범위로 겹쳐 있다. 전극 (51a) 의 하단에는 배선 (도면 생략) 이 접속되어 있다. 마찬가지로, 전극 (51b) 의 상단에는 배선 (도면 생략) 이 접속되어 있다. 전극 (51a, 51b) 은, 각각의 배선을 개재하여, 전원 (도면 생략) 에 접속되어 있다.
전극 (51a, 51b) 사이에 전압을 인가하면, 전극 (51a, 51b) 사이에 정전 인력이 발생하여, 유전막 (50) 을 압축한다. 이로써, 유전막 (50) 의 두께는 얇아지고, 연신 방향 (상하 방향) 으로 신장된다. 유전막 (50) 의 신장에 의해, 상하 방향의 연신력은 감소한다. 전압 인가 전후에 있어서 감소한 연신력을, 로드셀에 의해 측정하여, 발생 응력으로 하였다. 발생 응력의 측정은, 인가하는 전압을 단계적으로 증가시켜, 유전막 (50) 이 파괴될 때까지 실시하였다. 그리고, 유전막 (50) 이 파괴되기 직전에 있어서의 발생 응력을 최대 발생 응력으로 하였다. 또, 그 때의 전압값을 유전막 (50) 의 막두께로 나눈 값을 최대 전계 강도로 하였다. 상기 표 1 ? 표 5 에, 실시예, 참고예, 및 비교예의 각 액츄에이터에 있어서의 최대 발생 응력 및 최대 전계 강도의 측정 결과를 정리하여 나타낸다.
표 1 ? 표 4 에 나타내는 바와 같이, 실시예의 액츄에이터의 최대 발생 응력은, 비교예의 액츄에이터의 최대 발생 응력과 비교하여 커졌다. 또, 실리콘 고무제의 유전막을 사용한 비교예 1 의 액츄에이터에 대해서는, 최대 전계 강도가 매우 큼에도 불구하고, 발생 응력은 작은 것을 알 수 있다. 또, 표 1 중, 금속 알콕시드 화합물의 배합량이 동일한 것끼리 비교하면, 실시예 1 은 참고예 1 에 비해, 실시예 2 ? 5, 8, 10 은 참고예 2 에 비해, 최대 발생 응력이 커졌다. 마찬가지로, 금속 알콕시드 화합물의 배합량이 동일한 표 2 의 실시예 11 ? 16 과 참고예 2 를 비교하면, 실시예 11 ? 16 은 참고예 2 에 비해, 최대 발생 응력이 커졌다. 또, 가소제를 배합한 실시예 17 ? 21 에 대해서도 최대 발생 응력은 컸다.
상기 서술한 바와 같이, 실시예의 유전막의 전기 저항은 크다. 이 때문에, 실시예의 액츄에이터는 유전막 중에 많은 전하를 축적할 수 있다. 또, 유전막의 내절연 파괴성은 높아, 줄열에 의한 파괴도 억제된다. 이 때문에, 실시예의 액츄에이터에는, 보다 큰 전압을 인가할 수 있다. 이와 같은 이유에서, 실시예의 액츄에이터는 큰 힘을 출력할 수 있었던 것으로 생각된다.
또, 상기 서술한 바와 같이, 실시예 3, 8, 10 을 비교하면, 실리카의 pH 값이 작을수록, 전기 저항이 커지는 경향을 볼 수 있었다. 최대 발생 응력 및 최대 전계 강도에 대해서도, 전기 저항의 경향과 마찬가지로, 실시예 10 → 실시예 3 → 실시예 8 의 순서로 커졌다.
산업상 이용가능성
본 발명의 유전막은, 기계 에너지와 전기 에너지의 변환을 실시하는 액츄에이터, 센서, 발전 소자 등, 혹은 음향 에너지와 전기 에너지의 변환을 실시하는 스피커, 마이크로폰, 노이즈 캐세라 등의 트랜스듀서에 널리 사용할 수 있다. 그 중에서도, 산업, 의료, 복지 로봇용 인공 근육, 전자 부품 냉각용이나 의료용 등의 소형 펌프, 및 의료용 기구 등에 사용되는 유연한 액츄에이터에 바람직하다.

Claims (10)

  1. 트랜스듀서에 있어서 적어도 1 쌍의 전극 사이에 개재 장착되는 유전막으로서,
    유기 금속 화합물과,
    상기 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖고, 폴리디메틸실록산 이외의 고무 폴리머와,
    상기 유기 금속 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 갖는 무기 필러
    로 합성된 삼차원 가교체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전막.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 금속 화합물은, 금속 알콕시드 화합물, 금속 아실레이트 화합물, 및 금속 킬레이트 화합물에서 선택되는 1 종 이상인, 유전막.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 필러는 실리카인, 유전막.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실리카의 pH 는 8.5 이하인, 유전막.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무 폴리머의 상기 관능기는, 카르복실기, 하이드록시기, 아미노기, 아미드, 에폭시기, 티올, 에스테르에서 선택되는 1 종 이상인, 유전막.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무 폴리머는, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 수소화 니트릴 고무, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 불소 고무, 플루오로실리콘 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 염소화 폴리에틸렌에서 선택되는 1 종 이상인, 유전막.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 금속 화합물은, 티탄, 지르코늄, 알루미늄, 규소, 붕소, 바나듐, 망간, 철, 코발트, 게르마늄, 이트륨, 니오브, 란탄, 세륨, 탄탈, 텅스텐, 및 마그네슘에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 포함하는, 유전막.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼차원 가교체는, 상기 유기 금속 화합물, 상기 고무 폴리머, 및 상기 무기 필러에 부가하여, 추가로 가소제를 포함하는 조성물로 합성되어 있는, 유전막.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 유전막의 제조 방법으로서,
    상기 고무 폴리머가 용해 가능하고, 또한, 상기 유기 금속 화합물을 킬레이트화할 수 있는 용제 중에, 상기 고무 폴리머와, 상기 무기 필러와, 필요에 따라 상기 가소제가 함유되어 있는 제 1 용액을 조제하는 제 1 용액 조제 공정과,
    상기 제 1 용액에, 상기 유기 금속 화합물을 혼합하여 제 2 용액을 조제하는 제 2 용액 조제 공정과,
    상기 제 2 용액에서 상기 용제를 제거하고, 가교 반응을 진행시키는 가교 공정을 갖는, 유전막의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 유전막과,
    상기 유전막을 개재하여 배치되어 있는 복수의 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서.
KR1020117025092A 2009-09-18 2010-09-06 유전막, 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 트랜스듀서 KR101344608B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2009-217208 2009-09-18
JP2009217208 2009-09-18
JP2010064002A JP5558876B2 (ja) 2009-09-18 2010-03-19 誘電膜、およびその製造方法、並びにそれを用いたトランスデューサ
JPJP-P-2010-064002 2010-03-19
PCT/JP2010/065200 WO2011033956A1 (ja) 2009-09-18 2010-09-06 誘電膜、およびその製造方法、並びにそれを用いたトランスデューサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120042723A true KR20120042723A (ko) 2012-05-03
KR101344608B1 KR101344608B1 (ko) 2013-12-26

Family

ID=43758564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117025092A KR101344608B1 (ko) 2009-09-18 2010-09-06 유전막, 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 트랜스듀서

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20110300393A1 (ko)
EP (1) EP2390998A4 (ko)
JP (1) JP5558876B2 (ko)
KR (1) KR101344608B1 (ko)
CN (1) CN102405590B (ko)
WO (1) WO2011033956A1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8802230B2 (en) * 2009-12-18 2014-08-12 GM Global Technology Operations LLC Electrically-insulative coating, coating system and method
EP2537892A4 (en) * 2010-03-23 2015-02-11 Sumitomo Riko Co Ltd ELECTRICALLY CONDUCTIVE NETWORKED PRODUCT, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND CONVERTER, FLEXIBLE CONDUCTOR PLATE AND SHIELDING AGAINST ELECTROMAGNETIC WAVES THEREFROM
US8480841B2 (en) 2010-04-13 2013-07-09 Ceralog Innovation Belgium BVBA Powder overlay
KR101346416B1 (ko) 2010-05-19 2014-01-02 도카이 고무 고교 가부시키가이샤 도전막, 및 그것을 사용한 트랜스듀서, 플렉시블 배선판
DE102011077583A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Relativverschiebung erleichternde Oberflächen bei EAP-Generatoren
JP5674222B2 (ja) * 2011-07-01 2015-02-25 株式会社ポリテック・デザイン 積層型静電アクチュエータ
JP5941646B2 (ja) 2011-09-29 2016-06-29 住友理工株式会社 誘電膜の製造方法
JP6022281B2 (ja) * 2011-10-11 2016-11-09 住友理工株式会社 トランスデューサ
EP2654196B1 (en) 2011-10-11 2017-06-14 Sumitomo Riko Company Limited Transducer
EP2770510A4 (en) 2011-10-17 2015-09-16 Sumitomo Riko Co Ltd DIELECTRIC FILM AND CONVERTER THEREFORE
DE102012212222B4 (de) * 2012-03-12 2018-05-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Dielektrisches Elastomer auf Fluorosilicon-Basis und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2014119166A1 (ja) * 2013-01-30 2014-08-07 東海ゴム工業株式会社 柔軟なトランスデューサ
CN103087450A (zh) * 2013-02-28 2013-05-08 瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司 一种稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶及其制备方法
JP5847225B2 (ja) * 2014-03-26 2016-01-20 住友理工株式会社 誘電膜およびその製造方法、並びにそれを用いたトランスデューサ
WO2016010472A1 (en) 2014-07-16 2016-01-21 Välinge Innovation AB Method to produce a thermoplastic wear resistant foil
JP5941958B2 (ja) 2014-09-30 2016-06-29 住友理工株式会社 トランスデューサ用誘電材料、およびその製造方法、並びにそれを用いたトランスデューサ
KR102431597B1 (ko) * 2014-12-31 2022-08-11 엘지디스플레이 주식회사 전기활성 필름을 포함하는 접촉 감응 소자, 이를 포함하는 표시 장치 및 전기활성 필름의 제조 방법
KR102469131B1 (ko) 2015-01-14 2022-11-18 뵈린게 이노베이션 에이비이 상이한 광택 레벨들을 갖는 내마모성 층을 제조하는 방법
US20180114643A1 (en) * 2015-03-26 2018-04-26 Kyocera Corporation Dielectric film, film capacitor and combination type capacitor employing the dielectric film, and inverter and electric vehicle
JP6510927B2 (ja) * 2015-07-31 2019-05-08 住友理工株式会社 触覚振動提示装置
JP6881753B2 (ja) * 2016-08-29 2021-06-02 国立大学法人信州大学 ゲルアクチュエータ
CN106421947B (zh) 2016-10-13 2018-10-09 苏州大学 一种心室内搏动血泵
JP6829994B2 (ja) * 2017-01-05 2021-02-17 株式会社Ｚｏｚｏ 身体測定装置及び身体測定システム
CN106985988A (zh) * 2017-03-07 2017-07-28 浙江大学 一种基于介电弹性体的模块化驱动装置
CN107947625A (zh) * 2018-01-10 2018-04-20 库尔卡人工智能有限公司 一种自发电装置
CN110784806B (zh) * 2019-10-31 2021-11-16 歌尔股份有限公司 一种用于微型发声装置的振膜及微型发声装置
CN113607767B (zh) * 2021-08-03 2023-11-03 广东五研检测技术有限公司 一种MOFs复合TiO2光活性材料电极的制备方法及应用
CN114701632A (zh) * 2022-04-19 2022-07-05 吉林大学 一种仿生乌贼水下推进器
CN114919247A (zh) * 2022-05-10 2022-08-19 浙江师范大学 一种层状复合薄膜及其制备方法、应用

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508336A (en) * 1993-12-29 1996-04-16 Bridgestone Corporation Rubber composition
JP4388603B2 (ja) 1997-02-07 2009-12-24 エス アール アイ・インターナショナル 弾性誘電体ポリマフィルム音波アクチュエータ
JP3295023B2 (ja) 1997-09-08 2002-06-24 ニチアス株式会社 セラミックス複合ゴム及びその製造方法
ATE381116T1 (de) 1999-07-20 2007-12-15 Stanford Res Inst Int Elektroaktive polymergeneratoren
EP1148091B1 (en) * 2000-04-20 2007-05-09 The Goodyear Tire & Rubber Company Silica reinforced rubber composition and article with component thereof, including tires
KR100797202B1 (ko) * 2000-06-23 2008-01-23 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 손상된 실리카 유전 필름에 소수성을 부여하는 방법 및 손상된 실리카 유전 필름 처리 방법
US6477029B1 (en) * 2000-09-27 2002-11-05 Eastman Kodak Company Deformable micro-actuator
JP2003224245A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2003298196A (ja) * 2002-04-03 2003-10-17 Japan Gore Tex Inc プリント配線板用誘電体フィルム、多層プリント基板および半導体装置
US6838495B2 (en) * 2003-01-17 2005-01-04 Louis Frank Gatti Rubber composition comprising composite pigment
US6876125B2 (en) 2003-08-26 2005-04-05 Delphi Technologies, Inc. Elastomeric polyphosphazene transducers, methods of making, and methods of use thereof
KR101001441B1 (ko) * 2004-08-17 2010-12-14 삼성전자주식회사 유무기 금속 하이브리드 물질 및 이를 포함하는 유기절연체 조성물
JP2006236837A (ja) 2005-02-25 2006-09-07 Fuji Photo Film Co Ltd 固体電解質およびその製造方法、電極膜接合体、ならびに、燃料電池
CA2612195A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-11 Cinvention Ag Medical devices comprising a reticulated composite material
JP2007264581A (ja) * 2006-03-01 2007-10-11 Konica Minolta Opto Inc 光学用無機材料の製造方法並びに光学用無機材料、光学用樹脂材料及び光学素子
EP2009050B1 (en) * 2006-04-17 2011-08-31 Zeon Corporation Crosslinkable nitrile rubber composition and crosslinked rubber product
JP4457164B2 (ja) * 2006-06-30 2010-04-28 有限会社フォアロードリサーチ 架橋剤を含むラテックス組成物およびその架橋成形体
JP4883293B2 (ja) * 2006-11-14 2012-02-22 セイコーエプソン株式会社 強誘電体膜形成用組成物の製造方法及び強誘電体膜の製造方法
JP5243775B2 (ja) * 2007-11-14 2013-07-24 東海ゴム工業株式会社 誘電膜およびそれを用いたアクチュエータ、センサ、トランスデューサ
JP5464808B2 (ja) * 2008-01-21 2014-04-09 東海ゴム工業株式会社 誘電材料およびそれを用いたアクチュエータ
WO2009116373A1 (ja) * 2008-03-18 2009-09-24 東レ株式会社 ゲート絶縁材料、ゲート絶縁膜、および有機電界効果型トランジスタ
JP4982432B2 (ja) * 2008-06-02 2012-07-25 東海ゴム工業株式会社 誘電膜、およびその製造方法、並びにそれを用いたアクチュエータ、センサ、トランスデューサ

Also Published As

Publication number Publication date
US20160312002A1 (en) 2016-10-27
JP5558876B2 (ja) 2014-07-23
US20110300393A1 (en) 2011-12-08
US10035897B2 (en) 2018-07-31
CN102405590A (zh) 2012-04-04
WO2011033956A1 (ja) 2011-03-24
CN102405590B (zh) 2014-12-03
EP2390998A4 (en) 2014-05-21
EP2390998A1 (en) 2011-11-30
KR101344608B1 (ko) 2013-12-26
JP2011084712A (ja) 2011-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101344608B1 (ko) 유전막, 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 트랜스듀서
KR101411814B1 (ko) 도전성 가교체, 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 트랜스듀서, 플렉시블 배선판, 전자파 시일드
JP4982432B2 (ja) 誘電膜、およびその製造方法、並びにそれを用いたアクチュエータ、センサ、トランスデューサ
JP5486369B2 (ja) 誘電材料およびそれを用いたトランスデューサ
EP3402844B1 (en) Electrically-conductive curable organosilicon rubber
KR20140007955A (ko) 유전막 및 그것을 사용한 트랜스듀서
JP5941646B2 (ja) 誘電膜の製造方法
EP2860183B1 (en) Reactive ionic liquid and ion-immobilized metal oxide particles produced using same, ion-immobilized elastomer, and transducer
JP5243775B2 (ja) 誘電膜およびそれを用いたアクチュエータ、センサ、トランスデューサ
JP2018059042A (ja) 誘電エラストマー材料およびそれを用いたトランスデューサ
JP5506488B2 (ja) 誘電積層体およびそれを用いたトランスデューサ
JP5916270B2 (ja) 誘電膜およびそれを用いたトランスデューサ
JP5662754B2 (ja) 誘電材料、その製造方法、それを用いたトランスデューサ
JP6022281B2 (ja) トランスデューサ
US10074457B2 (en) Dielectric material for transducer, method for manufacturing the same, and transducer including the same
WO2018061393A1 (ja) 誘電エラストマー材料およびそれを用いたトランスデューサ
JP2020155677A (ja) 誘電膜
KR20170049550A (ko) 신규 유기 티타늄 화합물, 해당 유기 티타늄 화합물의 제조 방법 및 실온 경화성 수지 조성물
KR20240103065A (ko) 실리콘 고무계 경화성 조성물, 구조체, 웨어러블 디바이스, 및 구조체의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161123

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171114

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee